Роторный двигатель для ВС

PAN

Я люблю строить самолеты!
А про ДВС роторный Алека Школьника какие отзывы?
 

PAN

Я люблю строить самолеты!
Но подобный вроде на шахидах стоит
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
В этом, и последующих постах, я немного расскажу о технологических нюансах сборки РПД и кое о чём ещё. Тайна окутанная мраком, для большинства тех, кто тяготеет к этим двигателям.

Начну с простого, есть несколько моментов, которые реально уменьшают межремонтный ресурс роторных двигателей, особенно после того, как они пройдут капремонт руками россейских умельцев. А те кто этим занимается, тщательно оберегают "народные" методы восстановления от чужих глаз. Я не собираюсь никому дорогу перебегать, но чуть позже поделюсь какими должны быть детали поступающие на сборку. Это важно.
Сюда накладывается еще то, что сам РПД крайне нетехнологичен, и для него применяются неэффективные методы восстановления. Ну, за конструкторов мы решать не можем, а вот контролировать ключевые точки восстановления это нам вполне по силам. Какие у нас вводные:

Постулат №1, всё что попадает в Россию по теме РПД, всё до предела изношено, особенно в плане контрактных моторов, без вариантов, они все имеют 100% износ. Контрактный РПД можно брать исключительно в качестве донора или только на запчасти, ибо у одного мотора изнашиваются апексы, у второго боковые крышки, у третьих износ статоров, и далее по списку, Где всё это восстанавливать и доставать, каждый решает по своему, как я уже сказал один из неплохих вариантов донор, он позволяет минимизировать поиск недостающих деталей. Часть деталей конечно можно купить, часть восстановить, и без вариантов придется покупать прокладочные ремкомплекты и уплотнения с апексами.
Постулат №2, если вы не уверены в своих силах, отдайте это тем, кто давно этим занимается. Если захотите сами окунуться в эту тему, то помните, в ней нет "дна".

Постулат №3, Все видео по теме, которые показывают какими возможностями обладает та или иная фирма, служат только одному, приданию этой компании видимости успеха. Никакой гарантии вам дать никто не сможет, потому что 90% их работ будет сделано не профессионально, а качество восстановленных деталей будет желать лучшего. Ни в одном релизе вам не расскажут о методах и технологии восстановления, а если вы вообще ни в чем не соображаете, напихают, мило улыбаясь, большое количество бракованных деталей, без вариантов.

Новый РПД как и большинство "засерийных" двигателей изготовлен из исключительно из бюджетных материалов. Да, его можно было бы полностью изготовить из алюминия и чем-то приличным покрыть, чтобы не изнашивался. В этом случае вес серийного мотора компании "Мазда"13В" понизился бы со 130 кг, до скажем до 60 кг. (авиационного до 30-40) Для удешевления половину мотора отливают из нормализованного серого чугуна ( к примеру боковые крышки) с последующей закалкой поверхностного слоя, глубиной термообработки до 2-3 микрон, что и толщиной то назвать язык не поворачивается. Для этих целей обычно используется электроплазменная обработка поверхности чугуна. Тоже самое и с валом, изготовленный из стали 15Г этот материал не располагает нужными для форсировки характеристиками. Даже не смотря на использование самых дешевых компонентов, сборка мотора по количеству нормочасов в пять раз превышает время на сборку поршневого мотора, это и определяет его повышенную стоимость, и желания сэкономить на всём что можно и что нельзя.

Удешевление стоимости РПД под технологию разового памперса, делает его восстановление очень сложной проблемой. Ремонт одного мотора может занять не то что дни, а месяцы, а иногда и годы. Таже крышка, после 100 тыс. км пробега в районе ВМТ имеет продавленную уплотнениями рабочую поверхность. Как это правится, крышка кладется на плоскошлифовальный станок и шлифуется "как чисто", сначала убираются следы износа грубым(черновым) шлифованием а потом чистовым с применением графитовых кругов. Все вроде бы хорошо, и поверхность чистая, но вот беда, шлифование убирает поверхностную закалку с рабочей поверхности, ибо глубина упрочнения несколько микрон, а глубина шлифования как правило не менее 0.1-0.2 мм. И вот тут начинается...

Продолжение следует.
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Чтобы восстановить крышку, её поверхность нужно довести до определенной твердости, так как после шлифования поверхностный слой с ошлифован и чугун царапается чуть ли не ногтем. Восстановить первоначальную твердость чугуна технологически чрезвычайно сложно. Первое с чего начинают, с водяных полостей выковыривают технологические заглушки (фото 1), их на трёх крышках РПД порядка 11 штук. Убираются они в любом случае, потому что если их оставить на своих местах, после новой сборки двигателя они однозначно потекут. А потекут они потому, что азотация чугунных крышек (если она производится) происходит при температуре 630-650 градусов, а «герметик» на что вклеивается при запрессовке заглушка, потечет уже при 200-350 градусах. После того как крышку отмыли её сначала шлифуют (черновое, чистовое шлифование), потом отжигают в прокалочной печи при температуре 300 градусов (в течении не менее 4 часов), потом опять шлифуют чистовым шлифованием, и только после этого на азотацию, где она может быть прокалена на 0.1-0.15 мм., что занимает в зависимости от типа печи, и закалочной среды, по времени примерно от 16 до 50 часов. После этого крышку как правило немного ведет, её опять подшлифовывают. После всех этих операций, включая запрессовку нового комплекта заглушек (а их три типоразмера), еще не факт, что поверхность будет такая как надо, поверхность чугуна вся усыпана графитовым слоем, который может как и керамика вывалиться из кристаллической решетки, соответственно на поверхности появляются "пустующие вкрапления". С этой бедой борются изменением состава газа на этапе азотации, насыщают к примеру парами фосфора… .

Денег на это улетает много, поэтому я решил попробовать новую технологию упрочнения, путём нанесения на отшлифованную поверхность чугуна, нитрида титана (фото 2) с толщиной покрытия в 5-6 микрон. Будущее покажет, есть ли в этом смысл, но думаю что да.


1.jpg


2.jpg


Большинство ремонтников не заморачивается с восстановлением твердости поверхности, и собирают двигатель на сырых крышках, что непременно ведет к их возвращению к состояние хлама. И здесь надо указать еще один лимитирующий фактор, который портит крышки еще быстрее, чем его незакаленная поверхность - крышку вынашивает так же "страстно" и боковые уплотнительные элементы, почему ? Если вспомнить про аналогичные по задачам поршневые кольца в тронковых ДВС, мы вспоминаем, что кромки изношенных колец острые как бритвы, в процессе износа фаски/закругления изнашиваются и кольцо режет цилиндровую втулку все быстрее и быстрее. Так и в нашем случае, на боковой планке обязательно нужно восстановить радиус кривизны её кромки, иначе она также режет крышку как и поршневое кольцо цилиндр. Кстати на первых отечественных РПД на боковых/торцевых уплотнениях эту фаску не предусматривали, а на более поздних моторах АвтВаза уже применили, тоже не сразу сообразили что почём....
Продолжение следует.
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Как уже было сказано, для восстановления крышек требуется упрочнение их поверхностного слоя, а единственный вид упрочнения чугуна, это азотация, когда при высокой температуре в среде паров аммиака идет насыщение поверхностного слоя чугуна азотом. А чтобы деталь в это время не «газила», её предварительно прокаливают в другой печи, с более низкой температурой, выпаривая из неё все органические отложения. До и после каждой термообработки деталь шлифуют из-за рисков коробления и наличия матовости, которая проявляется после термообработки. И в обязательном порядке, после каждой технологической операции, необходимо проверять плоскостность крышки, так как РоссЕйские слесаря, шлифовщики, и сборщики часто никогда не делают этого. Что из этого получается, мы сейчас и увидим:

При сборке двигателя крышки и статоры, собираются в общий пакет и стягиваются. Допуск на не параллельность одной крышки не должен превышать 0.01-0.02 мм. В сборочном пакете, три крышки и два статора, и если двигатель собирается с не параллельными крышками, то установленный в него эксцентриковый вал на этапе затяжки болтов (стягивающих пакет) перестает вращаться - не значительный наклон оси (особенно из-за непараллельной центральной крышки) делает свое черное дело.



Почему я это знаю, имел в своё время глупость при восстановлении одного мотора отдать всю мехобработку в чужие руки, но, не смотря на все меры «тотального «контроля» с моей стороны, после сборки двигатель всё равно заклинило, причём капитально. Еще до этого, в первом варианте мне прислали «готовые крышки», которые я даже не меряя отправил обратно, на доработку (фото 1). На фотографии видно как выглядит поверхность термообработанной крышки, которую так и не удалось реанимировать после полировки, царапины на её поверхности были так глубоки, что их ничем не удавалось «вывести». При этом мне долго втирали в уши, что шлифовать крышку надо обязательно на станке с вращающимся столом, когда шлифуемая деталь движется одновременно по двум координатам и обрабатывается торцевым камнем. На фото как раз отлично видно во что «умный станок» превратил мою деталь, которую после этого надо по новой восстанавливать. Вторая крышка (фото 2,3) оказалась еще интереснее, после замера плоскостности выяснилось, что одна её стороны выше другой на 0.11 мм !!! … после второго «знакомства» с ней, не плоскостность была поменьше - 0.03-0.045 мм !!! , но это не помешало при повторной сборке двигателю вновь заклинить при обтяжке….


IMG-20230830-WA0004.jpg


3.jpg


4.jpg


Продолжение обязательно будет...
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Вот кстати (см. фото), как может выглядеть при десятикратном увеличении поверхность чугунной крышки после азотации. Эта деталь предварительно шлифовалась и пройдя полный курс "выздоровления" превратилась в то, что есть на экране. В данном случае графит "высыпался" из кристаллической решетки.

Видимо пока деталь поступает в Японии на сборку, чугун у поверхности отливки имеет иную структуру, чем та что на фото, а после снятия какого то припуска может запросто превратиться в то что есть.


17.JPEG
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Нашел для подтверждения чертеж уплотнительной лопатки (фото 1) ВНИИМотопромовского мотора РД-170 (фото 2), на котором еще не предусматривалось закругления боковых граней. Понимание того, что деталь надо притуплять пришло к заводчанам слишком поздно, когда уже всё глюкнулось.

44.jpg


9.jpg


... и вот постоянно возникает дилемма, если каждого "смежника непрерывно пинать", возвращая ему по несколько раз его детали на доработку, то сборка одного РПД может затянуться на неопределенное время.
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Про крышки я написал уже достаточно, можно переходить к следующей позиции - радиальной лопатке ( в простонародии называемой "апексом"). Если просмотреть внимательно последнее видео что я выложил: "мазда самая фанатичная компания...", то оттуда прилетает посыл, что де поколение двигателей (серии FD 13В) устанавливаемых на RX-7 было надёжнее семейства "Renezis" устанавливаемых на RX-8. На самом деле всё не так однозначно. У более поздних двигателей "Renezis" лучше организована система смазки апексов и торцевых уплотнений (позже отдельно об этом расскажу), а у двигателей семейства FD радиальные лопатки сделаны основательнее, они более высокие и ширина лопаток 3 мм, а не 2 мм как на последних версиях. Желание убрать до минимума толщину понятно, это позволяет снизить вес лопатки, потому как усилие на трохоиду во время работы достаточно высокое где-то 100-120 кг. При плохой смазке лопатка сама изнашивается да еще и перегревает трохоиду.
Еще раз, радиальная лопатка, это прямоугольная пластина, которая скользит по поверхности статора (трохоиде) имея на внешней стороне свой радиус, называемый эквидистантой. Зазор в канавке, куда вставлена лопатка составляет примерно 0.04 мм. При длительной работе лопатка разбивает и канавку и себя, перекладываясь при ускорении то вперед, то назад. На двигателях "Renezis" лопатки имеют малую высоту, немного более 5 мм, и весь срок их эксплуатации заканчивается истиранием по высоте на 0.6-0.8 мм. Далее лопатка вылетает из камеры сгорания... и можно забыть о восстановлении этой секции, нужно искать другую.

Как правило, на разобранном моторе не найдется ни одной лопатки, которую можно поставить обратно, они все и всегда изношены до предела. Сама лопатка тоже не простая, а состоит из основного тела и уголка, часто при разборке мотора уголок и вовсе не найти, толи он истирается в пыль, толи улетает куда-то...

И вот мы открываем объявления Авито по запросу: "апекс ротора от RX-8", (см.рис.1) и что мы видим ?!, а мы видим "продукцию" не без известного г. Исаева и К. (фото 2). Сразу добавлю, тысячу раз подумайте, прежде чем что-купить у этого предпринимателя ... проблемы, множество проблем гарантирую.


8.jpg


66.jpg
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Продолжая тему "апексов", надо сказать что это наверное самая больная тема, Казалось бы что в них сложного, ничего, я в свое время перепробовав большое количество материалов остановился на чугунном утюге от царя гороха, за 100 летнюю его эксплуатацию (он разогревался всегда на открытом пламени - на газу) утюг превратился в отбеленный чугун, который удалось попилить на лопатки только алмазным кругом, и вот из него удалось настрогать достаточное количество симпатичных лопаток (см. фото 1). Пружинки я делал из бандажных скрученных двухмиллиметровых колец от манжет, и все это неплохо работало. Японцы до сих пор делают лопатки из чугуна поверхность трения которых обработана для упрочнения лазером, дёшево и сердито. В современных условиях на самопале далеко не уедешь, и поэтому найти нужный апекс проблема. Но не всё так плохо, есть в нашем отечестве компания, которая выпускает аналогичную продукцию начиная с 2009 г.. Устанавливаются изготавливаемые ими лопатки (моноапексы) на РПД в том числе и машины участвующие в "рей-трейсинге". Мне "досталось" два комплекта для затравки (фото 2,3). Эти чудо лопатки изготавливаются из нитрида кремния, который имеет удельный вес 2.3 кг/см.2, что второе по плотности ниже чугуна, плюс они химически инерты, потому как из керамики. К ним видимо будет прилагаться партия рессорных пружин... но это пока в перспективе. Аналогичные лопатки выпускают в Канаде, стоимость одной штуки доходит до 350 $. а эти по цене вероятно будут ближе к тому что клепают в Краснодаре.

7.jpg


0023.JPEG


0024.JPEG

Продолжение следует
 
Последнее редактирование:

KAA

Ненавижу Солидворкс!
Денег на это улетает много, поэтому я решил попробовать новую технологию упрочнения, путём нанесения на отшлифованную поверхность чугуна, нитрида титана (фото 2) с толщиной покрытия в 5-6 микрон. Будущее покажет, есть ли в этом смысл, но думаю что да.
А насчёт МДО не думали?

Но не всё так плохо, есть в нашем отечестве компания, которая выпускает аналогичную продукцию начиная с 2009 г..
Правда пишут с ошибками... :unsure:
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
МДО здесь не работает. Однозначно.

Правки делать не получается, едва хватает времени на сам текст.
 

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Но я продолжу.

Отдельно стоит остановиться на торсионных пружинах, которые при любом раскладе должны без отрыва подпирать апексы по поверхности трения. Это очень ответственная деталь, от её работы во многом зависит герметичность между смежными отсеками. Пружина работает в условиях постоянного перегрева, так как находится в непосредственной близости от самой камеры сгорания. И кто бы чтобы не писал в аннотациях о том, что такая то пружина работает при 500 градусах другая при 600 градусах, этим заявлениям верить нельзя, потому что сталь хоть и имеет точку релаксации в районе 500-600 градусов, по факту режим закалки и отпуска говорит о том, что свыше температуры 390 градусов любую пружину при длительном нагреве отпустит. Это кстати показывает разборка РПД, упругость рессорных пружин всегда ниже минимально допустимоо порога.

Где же этот порог ?!? ниже которого упругость пружины гарантированно не прижимает апекс к трохоиде и он начинает биться в канавке, набивая на трохоиде "метки дьявола". Так вот, при смене знака ускорения, если пружина давит на лопатку с усилием меньшим чем 2.6 кг, лопатка начинает отрываться от трохоиды и бить по ней, поэтому гарантированный прижим должен обеспечиваться пружиной в районе 2.8 до 3.2 кг. не ниже. И что же мы наблюдаем по этой позиции у Краснодарского тамплиера (см.фото), перед нами кит-набор - "доделай сам" - пружина которая за 1 штуку предлагается по цене 1500 рублей, а усилие которое она развивает всего 1.5 кг. Т.е. это в полтора раза ниже исторического минимума. Второй момент, пружина не отполирована, соответственно имеет невысокую циклическую годность. Я им долго объяснял, что пружины не подходят, ибо не соответствуют ничему, не уверен что до них мой посыл дошел.


9.jpg


Продолжение следует.
 
Последнее редактирование:

RVD

От поршня к гипо-зпитрохоидам всех видов..
Прежде чем перейти к следующей детали, ею будет статор, есть необходимость вернуться к анализу крышек. В приложении на фото одна и таже деталь показана с двух сторон - эта крышка прошла все муки ада, была многократно отшлифована доведена по допуску на непараллельность в рамки 5 микрон, термообработана, отполирована, и готова к монтажу. Смущает только то, что после стольких приложенных к ней усилий крышка осталась вся в "пятнах". Это вот как раз говорит о том, что химсостав чугуна и его кристаллическая решетка неоднородны, поэтому одна часть детали может иметь хорошее термическое упрочнение, а другая не очень. Соответственно с одной стороны её не берет и напильник, а с другой царапается от любого предмета. Отсутствие стабильности привело к еще к одному выводу, видимо РПД так часто ремонтируют, что такую деталь как крышку шлифуют постоянно, и шлифовка доходит до того слоя металла, который не должен быть рабочей поверхностью для ротора ни при каких обстоятельствах, т.е. во всём должна быть мера. Исходное то сырьё, серый чугун, и этим всё сказано. Замеры толщин разных крышек подтвердили сказанное. Толщина центральной крышки должна быть 50 мм, а по факту этот размер может оказаться и 49.8 и 49.32 мм., что вообще ни в какие ворота не лезет. Видимо покрытие рабочих поверхностей керамическими материалами, это единственная альтернатива.

7 (1).JPEG


7 (4).JPEG
 
Вверх